JPS6038247B2 - 真空モ−ルド方法 - Google Patents

真空モ−ルド方法

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JPS6038247B2
JPS6038247B2 JP58125987A JP12598783A JPS6038247B2 JP S6038247 B2 JPS6038247 B2 JP S6038247B2 JP 58125987 A JP58125987 A JP 58125987A JP 12598783 A JP12598783 A JP 12598783A JP S6038247 B2 JPS6038247 B2 JP S6038247B2
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prepregs
sheet
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ス−ザン・マ−ガレツト・ニユ−サム
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Rolls Royce PLC
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Rolls Royce 1971 Ltd
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    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空モールド、特に、フィラメント補強複合
材料で製品を真空モールドする方法に関する。
複合材料から物品を製作する通常の方法の１つでは、プ
リプレグと呼ばれる未キュア樹脂含浸フィラメントを複
数枚、適当な型の上に糟層し、これを加熱加圧すること
によりプリプレグを一体化し、かつ型の形状にモールド
し、更に、樹脂をゲル化させる。
最後に、更に熱処理を行うことにより、樹脂をキュアし
モールドされた物品の形状を固定する。此の方法を実施
する１つの方式は、オートクレープを用いるものである
。
オートクレープは、積層されたプリプレグを、一体化さ
せてモールド製品を成形するよう加熱加圧することがで
きる。樹脂に充分な圧力を加え、樹脂内の液圧により、
該樹脂を含まれるガス又は蒸気の気泡の寸法を、圧力の
高さに従い（ヘンリーの法則）著し〈縮少し、又はガス
又は蒸気を完全に溶解させることができる。樹脂のゲル
化中およびその後のキュア中も加圧が維持されれば、空
隙（気泡）の全くない樹脂母材が得られる。オートクレ
ープを用いる方式は、空隙の全くない複合材料モールド
製品が得られる点では魅力的であるが、所要設備の資本
コストが高いため、その実施が高価につく。
オートクレープ方式に代る比較的廉価な方式は、真空方
式で、型の上に贋層したプリプレグをガス不透過性の膜
で封止状態に覆い、該ガス不透過性膜で覆われ封止され
た空間から空気を排除し、かつ、プリプレグを所定温度
上昇スケジュールに従って加熱するものである。大気圧
が、プリプレグを一体化させてモールド製品を成形する
ために必要な力を与え、温度上昇スケジュールは、先づ
、禾キュア樹脂に充分な流動性を与えてプリプレグの合
体を可能とし、次に「樹脂のゲル化およびキュアを行わ
せるものである。真空方式はオートクレ−プ方式に比し
、その実施費用は著しく廉価であるが、通常は樹脂母材
に空隙が生じるため、モールド製品の品質が劣る。
真空方式でモールドされた繊維補強複合材料の最低空隙
率は体積百分率で４〜６％程度となるのが普通である。
４本発明の目的は、空
隙率が在釆の真空方式より低いか、又は全く空隙のない
モールド製品を繊維補強複合材料で作る方法を提供する
にある。本発明の、フィラメント補強複合材料で製品を
真空モールドする方法は、未キュア樹脂含浸補強フィラ
メントから成るプリプレグを型の上に複数枚積層し、積
層されたプリプレグの露出表面の少なくとも大部分を少
なくとも１枚のガスおよび蒸気に対し透過性であるが液
体樹脂に対し不透過性である極微多孔性フィルム材料の
シートで覆い、該極微多孔性フィルム材料のシートの少
なくとも大部分を通気材料で覆い、上記プリプレグ、極
微多孔性フィルム材料シートおよび通気材料をガス不透
過性膜で封止状態に覆い、該ガス不透過性腰で覆われ封
止された空間から空気を排除し、上記プリプレグを所定
温度で所定時間加熱することにより、該プリプレグの樹
脂から脱気するとともに該プリプレグの樹脂を積層され
たプリプレグの一体化およびモールドを可能とするよう
流動化し、プリプレグ樹脂の脱気が完了した後該樹脂を
ゲル化させ、最後に、上記プリプレグの樹脂をキュアす
る、ことから成る。本発明の真空モールド方法では、積
層されたプリプレグとガス不透過性膜との間に通気材料
が挿入されるから、ガス不透過性膜で覆われ封止された
空間の空気排除が完全に行われる。
又、積層プリプレグと通気材料との間に挿入された極微
多孔性フィルム材料のシートは、プリプレグの樹脂が通
気材料に付着するのを防止し、通気材料の通気効果を維
持する。本発明の具体例を添付図面を参照しつつ説明す
る。
図では、型１０が加熱板１１の上に置かれている。
３枚のプリプレグ１２が型１０の上に積層されているが
、積層されるプリプレグの枚数は３枚に限られないこと
はもちろんである。
各プリプレグは未キュアのェポキシ樹脂を含浸した５端
サテン織りの炭素繊維組織から成るものであるが、ガラ
ス繊維のような炭素以外の繊維とェポキシ樹脂以外の未
キュア樹脂からなるプリプレグも使用できることは云う
までもない。補強フィラメントは綴られていない単方向
性の形態でも使用できる。積層されたプリプレグは、ガ
スおよび蒸気に対し透過性であるが液体樹脂に対し不透
過性の極微多孔性フィルム材料のシート１３で覆われて
いる。好ましい極微多孔性フィルム材料の例として、米
国、セラニーズプラスチック会社のセルガード極微多孔
性フィルム４５１０がある。これは、均一なサブミクロ
ンの貫通孔が分布する薄いポリプロピレンフィルムであ
って、ガスおよび蒸気に対し非常に高い透過性を有する
が、０．０４ミクロンより大きい粒子に対して有効な障
壁として作用する。本発明の方法には、０．００５″（
０．１２５脚）の厚さのものを用いる。極微多孔性フィ
ルム材料のシート１３は通気材料１４で覆われている。
通気材料の例としては、ェアロ・コンサルタンツ・リミ
テッド会社のェアウィーブＮＩＯと呼ばれるポリエステ
ル通気フェルト材があるが、ガラス織布、ガラス綿のよ
うな他の通気材料も使用できる。積層プリプレグ１２、
極微多孔性フィルム材料のシート１３および通気材料１
４は、適当な封止材料１６により型１０の外周縁に対し
封止されたガス不透過性膜１５により覆われている。
膜１５の例としては、アライド・ケミカル・インターナ
ショナル会社のカプラン５１２日の０．００３′′（０
．０７６側）厚さのものがある。膜１５がモールドー０
‘こ対し封止された後、この膜に覆われ封止された空間
の空気が真空ポンプ（図示せず）により排除され、プリ
プレグ１２を合体させるため暫時、その状態に維持され
る。次に、加熱板１１の温度を室温から、プリプレグ中
の樹脂が脱気し、該樹脂のゲル化前にプリプレグが一体
化して型の形状になじむ程度の流動性を有する温度まで
上昇させ、その温度に維持する。此の温度と該温度に維
持する時間とは、樹脂の脱気とプリプレグのモールド成
形とは樹脂のゲル化開始前にほ）、完了するように選択
される。これにより、ゲル化し一体化したプリプレグ中
にガス又は蒸気により生ずる空隙は、極めて低空隙率に
とどまるか、或いは完全に解消される。次に、加熱板１
１の温度を、樹脂の完全なキュアが行われる温度まで上
昇させる。此の温度に、キュアが完了するまでの時間維
持した後、加熱板１１の温度を低下させ「ガス不透膜１
５に覆われた空間を大気圧に戻し、分解してモールド製
品を取り出す。上述の図示具体例では、加熱板１１と型
１０とは別個のものであるが、型１川こ加熱素子を組込
むこともできる。或いは又、型１０、プリプレグ１２、
極微多孔性フィルム材料のシート１３、通気材料１４お
よび膜１５を適当なオーブンの中に入れて加熱すること
もできる。極微多孔性フィルム材料のシート１３と通気
材料１４とは、プリプレグ１２の露出された表面の全部
に真空ポンプによる空気排除作用を及ぼすのに効果的で
ある。
通気材料１４はプリプレグ１２の露出表面を真空源に蓮
通させ、極微多孔性フィルム材料のシート１３は、プリ
プレグの液体樹脂が通気材料に流れ込んで通気材料に目
づまりが生じるのを防ぐ。本発明の方法では、このよう
に、液体樹脂がゲル化する前に通気材料に流れ込むのが
防止されるから、プリプレグはモールド作業の間、常に
真空源と蓮通し、ブリプレグ１２中の樹脂の脱気が極め
て効果的に行われる。
従って、最終モールド製品は、空隙率が極めて低いか、
或いは、全く空隙を有しないことになる。積層されたプ
リプレグの両面又は片面にしリーズ材料を配置すること
が望ましい場合もある。
レリーズ材料は、例えば、モールド製品に特定の仕上げ
面が要求される場合に必要となる。以下、本発明の上述
の方法の実施例を説明する。
実施例 １ チバ・ガイギー・プラスチック・アンド・アデイテイブ
ズ・カン／ゞニー、Ｂ．Ｓ．Ｄ．ケンブリッジの斑Ｌ９
１４ェポキシ樹脂（４３±２．５％ｗ／ｗ樹脂）を含浸
した１３インチ×１１インチ（３３伽×２８肌）の大き
さの５端サテン織炭素繊維布（東レ社のＴ３００靴）か
ら成るプリプレグを３枚、型１０の上に積層した。
積層されたプリプレグの露出表面を、非転移しリーズ剤
被覆ナイロン・ビールプラィであるェアロ・コンサルタ
ンツ・リミテツド会社のプリーダ・レリーズＢと称する
レリーズ布で覆った。更に順次、セルガード極微多孔性
フィルム４５１０のシート１３、エアウイーブＮＩＯポ
リエステル通気フェルト材料の通気材料１４、およびカ
プラン５１がナイロン真空フィルムの膜１５で覆つた。
積層されたプリプレグは、室温で３び分間、１６±１６
ミリバールの真空で予備合体化された。
次に加熱板の温度を室温から、毎分１〜３℃の上昇率で
１３０土３℃まで上昇させた。プリプレグを脱気させ、
一体化させ、型１０の形状に合致させ、かつ、最後にゲ
ル化させるため、加熱板の温度を１３０±３℃に９粉ご
間維持した。次に、樹脂のキュアを完了させるため、加
熱板の温度を毎分１〜３℃の上昇率で１７５±５００ま
で上昇させ、此の温度に６晩ン間維持した。次に、加熱
板の温度を６０ｑｏ以下に下げた後、真空を除去し、分
解してモールド製品を取り出した。最後に、モールド製
品を１９０土５℃で４時間熱処理し、樹脂のポストキュ
アを行つた。モールド製品を検査したところ、その下側
表面の仕上がりは必ずしも満足すべきものではなかった
が、モールド製品の空隙率は１％以下であることがわか
った。
モールド製品の各層の厚さは、０．０１０５±０．００
１インチ（０．２２６土０．０２５側）であった。実施
例 ２ 実施例１のモールド製品に生じた空隙率を更に減じ、か
つ、下側表面の表面仕上がりを改善するため、実施例１
と同機の方法を、２点で変更して実施した。
第１の変更点は、モールド製品の空隙率を減少させるた
めに、各プリプレグを型の上に積層する度毎に１５分間
、最低１６±１６ミリバールの真空を加えてプリプレグ
の合体化を行なったことである。又、第２の変更点は、
フオザーヂル・アンド・ハーベィ・リミテッド会社のタ
イガフロアと呼ばれるレリーズ布（無子びＴＥＥ 被覆
フアバーグラス）を１枚、型１０と積層プリプレグ１２
との間に挿入したことである。この方法で得られたモー
ルド製品は空隙が全く無く、表面の仕上がりも極めて良
かった。
本発明の方法は、樹脂の流出、即ち、樹脂の損失ないこ
モールドを行うことができる。
従って、プリプレグ１２中の樹脂は最終のモールド製品
の所望量と同じ一定量とすることができる。しかし、プ
リプレグ１２中の補強フィラメントが綴られている場合
は、或程度の弾性を呈するから、モールド工程中にプリ
プレグに加えられる大気圧だけでは、織られた補強フィ
ラメントを完全に圧縮することができないことに留意し
なければならない。プリプレグ中の樹脂の量が、綴られ
たフィラメントが完全に圧縮された時に連続母材を生じ
るだけの量に過ぎない場合は、フィラメントの圧縮が不
完全であればモールド製品に空隙を生じることになる。
此のような条件では、プリプレグ中の樹脂含有量を若干
増量するとともに樹脂の流出を完全に阻止して空隙が生
じるのを防止することが必要である。或程度の樹脂流出
が望ましい場合は、極微多孔性フィルム材料のシート１
３としリーズ布（用いた場合）の層との間に適当な多孔
性材料の層を挿入することができる。
図面の簡単な説明図は本発明の方法を実施する装置の略
図的な垂直断面図。
１０……型、１１…・・・加熱板、１２・・・・・・プ
リプレグ、１３…・・・極微多孔性フィルム材料のシー
ト、１４……通気材料、１５…・・・ガス不透過性膜、
１６・・・・・・封止部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 未キユア樹脂含浸補強フイラメントから成るプリプ
    レグを型の上に複数枚積層し、 積層されたプリプレグ
    の露出表面の少なくとも大部分を少なくとも１枚のガス
    および蒸気に対し透過性であるが液体樹脂に対し不透過
    性である極微多孔性フイルム材料のシートで覆い、 該
    極微多孔性フイルム材料のシートの少なくとも大部分を
    通気材料で覆い、 上記プリプレグ、極微多孔性フイル
    ム材料シートおよび通気材料をガス不透過性膜で封止状
    態に覆い、 該ガス不透過性膜で覆われ封止された空間
    から空気を排除し、 上記プリプレグを所定温度で所定
    時間加熱することにより、該プリプレグの樹脂から脱気
    するとともに該プリプレグの樹脂を積層されたプリプレ
    グの一体化およびモールドを可能とするよう流動化し、
    プリプレグ樹脂の脱気が完了した後該樹脂をゲル化させ
    、 最後に、上記プリプレグの樹脂をキユアする、こと
    から成るフイラメント補強複合材料で製品を真空モール
    ドする方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の方法において、上記の積層
    されたプリプレグと上記の極微多孔性フイルム材料のシ
    ートとの間にレリーズ材料を挿入することから成る方法
    。 ３ 特許請求の範囲第１項の方法において、上記の型と
    積層されるプリプレグとの間にレリーズ材料を挿入する
    ことから成る方法。 ４ 特許請求の範囲第１項の方法において、上記プリプ
    レグ加熱は、上記空気排除の後、積層された複数枚のプ
    リプレグを合体させる充分な時間の経過後に開始される
    ことから成る方法。 ５ 特許請求の範囲第１項の方法において、上記空気排
    除は、上記プリプレグの各１枚を上記型の上に積層する
    度毎に、積層されたプリプレグが合体するだけの時間行
    うことから成る方法。 ６ 特許請求の範囲第１項の方法において、上記補強フ
    イラメントがカーボンフイラメントであることから成る
    方法。 ７ 特許請求の範囲第１項の方法において、上記プリプ
    レグの樹脂がエポキシ樹脂であることから成る方法。
JP58125987A 1982-07-24 1983-07-11 真空モ−ルド方法 Expired JPS6038247B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8221467 1982-07-24
GB08221467A GB2124130B (en) 1982-07-24 1982-07-24 Vacuum moulding fibre reinforced resin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5922722A JPS5922722A (ja) 1984-02-06
JPS6038247B2 true JPS6038247B2 (ja) 1985-08-30

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US (1) US4562033A (ja)
JP (1) JPS6038247B2 (ja)
DE (1) DE3325327C2 (ja)
FR (1) FR2530538B1 (ja)
GB (1) GB2124130B (ja)

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